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1、谋事在人，成事在天！增广贤文良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖新建京张高铁 7 标深基坑钢板桩计算书 一、工程概况 新建铁路北京至张家口铁路工程 JZSG-7 标段，其中桥梁有特大、大中桥 5座，全长（含全部桥面系，不含预制简支箱梁的预制架设及支座工程），公路框架中桥 1 座，框架小桥 3 座，涵洞 6 座。1、下花园北大桥，中心里程 DK139+，桥跨布置：简支梁、（+4+）连续梁，桥全长。本桥承台 16 个，其中张家口台承台基坑开挖深度超过 5m，地层主要为新黄土；按设计要求 1#、2#墩基础位于冲沟边上，承台基坑开挖时根据需要采用钢板桩防护。桥名 编号 地
2、面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注 下花园北大桥 1#下花园北大桥 2#下花园北大桥 张台 2、戴家营大桥，中心里程：DK139+，桥跨布置：简支梁，桥全长。本桥承台 11 个，扩大基础 1 个。本桥除 4#、5#、张家口台外，其余承台基坑开挖深度均超过 5m，地层主要为新黄土。桥名 编号 地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注 戴家营大桥 京台 1#2#3#扩大基础 4#5#6#7#8#9#10#张台 3、戴家营北大桥，中心里程：DK140+，桥跨布置：简支梁+简支梁+简支梁，其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐
3、府长歌行桥全长。本桥承台 6 个，除 4#承台外，其余承台基坑开挖深度均超过 5m，地层主要为新黄土。桥名 编号 地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注 戴家营北大桥 京台 1#2#3#4#沟底 张台 4、戴家营北特大桥，中心里程：DK141+，桥跨布置：简支梁，桥全长。本桥承台 17 个，其中 1#、2#、3#、8#、9#、10#、14#、15#承台基坑开挖深度均超过 5m，地层主要为新黄土；按设计要求 11#、12#墩基础位于道路处，承台基坑开挖时采用钢板桩防护。桥名 编号 地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注 戴家营北特大桥 京台 1#2#614 3#4#5#6#7
4、#8#9#10#11#12#13#14#15#张台 5、董家庄大桥，中心里程 DK144+，桥跨布置：简支梁，桥全长 178m。本桥承台 6 个，其中 1#、2#、3#、张台承台基坑开挖深度均超过 5m，地层主要为新黄土；按设计要求 1#、2#墩位于沥青路处，承台基坑开挖时采用钢板桩防护。桥名 编号 地面实测高程（m）承台底高程（m）高差（m）备注 董家庄大桥 京台 1#2#3#4#张台 丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。论语二、地质特点 线路地质主要为新黄土、粉质粘土、粉砂、细角砾土、卵石土、粗角砾土、弱风化砂岩、杂填土、新黄土、粉质
5、粘土、粉砂，下伏基岩主要为凝灰岩、弱风化砂岩、全强风化凝灰岩。特殊岩土为湿陷性黄土，主要分布于宣化盆地二级以上阶地或山前倾斜平原区、部分丘陵区及坡麓地带，为非自重湿陷性黄土，湿陷等级一般为级，局部可达级。局部地区分布的侏罗系泥质粉砂岩、泥岩、凝灰岩中部分夹层具有中等膨胀性。三、钢板桩计算 根据当地地质条件查知基坑内外均为粉质粘土，天然容重加权平均值=18KN/m3，内摩擦角加权平均值为=20，粘聚力加权平均值 C=10Kpa，取最大开挖高度验算，基坑开挖对钢板桩稳定性要求最高的断面如下图。承台原地面线钢板桩垂直支护排水沟混凝土垫层 图一 钢板桩断面图 图二 钢板桩稳定性验算布置示意图 四、作用
6、于板桩上的土压力强度及压力分布 因钢板桩表面竖直、平滑，墙后填土面水平，符合朗肯土压力条件，故：Ka=tan2（45-/2）=tan2（45-20/2）=式中：Ka主动土压力系数 土体内摩擦角 表面土压力强度为：宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明穷则独善其身，达则兼善天下。孟子a=q Ka-2cKa=-2*18*=式中：a表面土压力强度 q土体表层均布荷载，因土体表层无均布荷载，故 q=0 Ka主动土压力系数 C土体粘聚力 基坑开挖前必须进行降水作业，土方施工在干燥基底进行，故 b=h Ka-2cKa=18*18*=式中：b底层土压力强度 r天然容重 Ka主动土压力系数
7、 C土体粘聚力 h开挖高度 压力分布图见下图 25.20Kpa28.95Kpa 五、计算反弯点位置 假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，假定其位于开挖点以下 y 处，则有 Ka=tan2（45-/2）=tan2（45-20/2）=Kx=tan2（45+/2）=tan2（45+20/2）=r Kxy=r Ka（h+y）y=r Kah/（rKx-r Ka）=18*（18*）=式中：y基坑底部至钢板桩上土压力零点位置 r天然容重 人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武百学须先立志。朱熹Ka主动土压力系数 h开挖高度 Kx放大后的被动土压力系数 由以上结果知，
8、钢板桩上受力零点位置至基坑表面距离为，钢结构受力简图如下 25.20Kpa28.95Kpa六、桩体的最大弯矩 由上图可知，最大土压力 Q 为 Q=*2=m 最大弯矩处距钢板桩插入地基处为 x，则 x=（h-z）/3=3=由Mi=0 可知，最大弯矩 Mmax为 Mmax=*（+）+*2/3=（KN*m)故最大土压力 Q 为 m，最大弯矩 Mmax为（KN*m)七、钢板桩的最小入土深度 由等值梁法可求算钢板桩的最小入土深度，设桩反弯点以下 z1为最小入土深度所在位置，故 t1=z1+y。因桩端部所在地址仍为粉质粘土，故取系数，t=（）t1 取MQ=O，则 Qx=1/6【Kx r（z1+y）-Ka
9、r（h+z1+y）】z12可得 z1=6Q/(Kx r-Ka r)=6*(18*=则 t=*（+）=式中：Q最大土压力 古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼百学须先立志。朱熹r天然容重 Ka主动土压力系数 Kx放大后的被动土压力系数 z1最小入土深度所在反转点以下的高度 t1计算所得的最小入土深度 t实际最小入土深度 八、钢板桩选型 钢板桩采用 U 型钢板桩，选取型号为 SP-拉森钢板桩作为本项目钢板桩，W=4670cm4，取折减系数为，则 max=Mmax/W=*105/*4670)=16Mpa 根据设计规范要求，地板抗隆起安全系数为，本项目经计算后为，满足规范要求且满足钢
10、板桩稳定性要求。由以上计算可知，本项目两侧钢板桩入土深度大于时，满足基坑稳定性要求，则最小桩长 Lmin=+=，因计算时采用断面为标段钢板桩施工时最高断面，故全线采用 L=10m 钢板桩能够满足施工要求。十、注意事项 为确保钢板桩围堰结构稳定。设置内支撑及角撑，内支撑设置在板桩墙顶以下处，在钢板桩内壁上焊围护托架，然后吊装 H 型钢围檩并焊接加固。采用 2I36b工字钢，钢板桩顶以下处,连成整体，以共同抵抗水平推力和移位。采用 20 槽钢设置角撑。同时在基坑钢板桩一侧设置深度 2m 左右一级马道，降低钢板桩的净高度，增加钢板桩的埋深，减少本后土压力，进一步提高支护安全性，以满足整体支撑和稳定要求。